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我国化学科学发展的战略思考与建议化学是一门以实验为基础的自然科学，在原子、分子、纳米等跨尺度、多层次上研究物质世界的组成、结构、性质、互作过程和演变规律。
化学对整个科技领域的发展起到了强有力的支撑和推动作用，现代社会经济发展中的材料、能源、环境、生命与健康、资源与可持续发展等问题，均需要化学的理论与方法。
当今很多科技创新活动面临的“卡脖子”问题的本质是化学问题，如微纳加工技术、芯片加工技术的光刻胶、特高纯化学试剂等。
我国历来高度重视化学学科建设和发展，同时注重化学科学的基础研究与重大应用任务相结合，产生了诸如人工合成结晶牛胰岛素、人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸、青蒿素的提取等重大成果，为科技和经济社会发展作出了重要贡献。
目前，我国化学人才队伍和论文数量均居世界前列，但仍然没有改变关键核心技术被“卡脖子”的局面。
未来，仍需要加强化学的基础研究，加速与化学密切相关的重大科学问题和技术挑战的研究，加大化学领域的重大原创成果产出与应用，促进我国化学科学的快速发展。
为此，本文在分析化学科学基本特征和领域发展历史经验的基础上，围绕我国化学科学发展的问题与挑战，结合优势与短板，提出我国化学科学的新研究架构，并提出适应新架构的对策与建议。
化学科学的基本特征化学是一门承上启下的中心科学化学不仅是一门理解化学现象、发现化学过程的独立科学，更是一门连接物质科学和应用科学的“中心科学”（central science），其在人类认识世界、改造世界中的作用是无可替代的。
其他门类的自然科学之间，以及自然科学与工程技术之间的联系都需要以化学为中间媒介。
例如，自然科学中的物理科学，需要通过化学作为中介，才能更好地开展生命科学和材料科学的研究；信息工程也需要将化学的基础性知识与信息传输、转换、存储等材料加工工艺、制造过程等相结合，才能实施高水平建设。
化学作为一门中心科学，并不是指化学在所有学科中最重要，而是说明化学在社会和科学系统中的多边关系和地位，是一门承上启下的学科。
人教版化学九年级（上）思维导图一、物质的变化和性质1. 物质的变化（1）物理变化：物质的状态或形态发生变化，但其化学性质不变。
例如，水的蒸发、冰的融化等。
（2）化学变化：物质发生化学反应，新的物质。
例如，燃烧、酸碱中和等。
2. 物质的性质（1）物理性质：物质不发生化学变化时所表现出的性质。
例如，颜色、状态、密度、熔点、沸点等。
（2）化学性质：物质在化学反应中表现出的性质。
例如，可燃性、氧化性、还原性等。
二、空气和氧气1. 空气的组成（1）氮气：约占空气体积的78%，对生命活动有重要作用。
（2）氧气：约占空气体积的21%，是生命活动必需的气体。
（3）其他气体：如二氧化碳、稀有气体等。
2. 氧气的性质（1）物理性质：无色、无味、无臭的气体，密度比空气略大。
（2）化学性质：具有氧化性，能支持燃烧和呼吸。
三、制取氧气1. 实验室制取氧气的方法（1）分解过氧化氢溶液：在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解水和氧气。
（2）加热高锰酸钾：高锰酸钾受热分解锰酸钾、二氧化锰和氧气。
（3）加热氯酸钾：在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾受热分解氯化钾和氧气。
2. 实验室制取氧气的注意事项（1）实验装置要严密，防止气体泄漏。
（2）实验过程中要遵循安全操作规程，注意火源管理。
（3）实验结束后，要妥善处理实验废弃物。
四、氧气的化学性质1. 氧化性（1）与金属反应：金属在氧气中燃烧，金属氧化物。
例如，铁丝在氧气中燃烧四氧化三铁。
（2）与非金属反应：非金属在氧气中燃烧，非金属氧化物。
例如，硫在氧气中燃烧二氧化硫。
2. 氧化还原反应（1）氧化剂：提供氧原子或接受电子的物质，使其他物质氧化。
（2）还原剂：提供电子或接受氧原子的物质，使其他物质还原。
（3）氧化还原反应：氧化剂和还原剂之间的电子转移反应。
五、氧气的用途1. 供给呼吸：氧气是生命活动必需的气体，广泛应用于医疗、潜水等领域。
2. 支持燃烧：氧气能支持燃烧，用于燃料燃烧、焊接等。
目录高中生物学科思维导图细胞中的物质1 (1)细胞中的物质2 (2)细胞的结构和功能1 (3)细胞的结构和功能2 (4)细胞代谢1 (5)细胞代谢2 (6)细胞的生命历程1 (7)细胞的生命历程2 (8)遗传的基本规律与伴性遗传1 (9)遗传的基本规律与伴性遗传2 (10)减数分裂和受精作用1 (11)减数分裂和受精作用2 (12)基因的本质与表达1 (13)基因的本质与表达2 (14)生物的变异、育种与进化1 (15)生物的变异、育种与进化2 (16)动物和人体生命活动的调节1 (17)动物和人体生命活动的调节2 (18)植物的激素调节1 (19)植物的激素调节2 (20)种群与群落1 (21)种群与群落2 (22)生态系统和环境保护1 (23)生态系统和环境保护2 (24)传统发酵技术的应用 (25)微生物的培养与应用 (26)酶的应用与蛋白质的提取和分离 (27)植物有效成分的提取 (28)形成砖红色沉淀第1页共28页第2页共28页细胞中的物质二蛋白质元素组成C、H、O、N（P、S）含量是细胞内含量最多的有机化合物；也是占细胞干重最多的化合物基本单位结构通式：氨基酸结合方式脱水缩合：相关计算肽键数=脱去水分子数=n-m(n表示氨基酸数，m表示形成的肽链数）蛋白质分子量=na-18(n-m)，(a表示氨基酸的平均分子量）蛋白质中至少含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数蛋白质中含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数+R基中的氨基（或羧基）数结构多样性的原因①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的数目和空间结构不同功能多样性结构蛋白构成细胞和生物体的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝的成分主要是蛋白质功能蛋白运输（血红蛋白、载体蛋白）、催化（胃蛋白酶、过氧化氢酶）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要体现者和承担着鉴定试剂双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4）用法先向2ml组织样液中加入A液1ml，摇匀后再加入B液4滴，摇匀，反应呈紫色核酸元素组成C、H、O、N、P分类脱氧核糖核酸（DNA）功能：真核细胞、原核细胞和DNA病毒的遗传物质核糖核酸（RNA）是RNA病毒的遗传物质基本单位核苷酸分类组成一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基形成核酸过程比较功能是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用实验：“观察DNA和RNA在细胞中的分布”原理甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同；盐酸作用结果细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色结论DNA主要分布在细胞核中（线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA）特例原核细胞中DNA分布在拟核区域，为一个裸露的环状DNA分子（无染色体）生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等形成方式脱水缩合许多单体→多聚体基本骨架碳链（也是单体的基本骨架）氨基酸（约20种，R基不同）结构特点：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上调节（胰岛素、胰高血糖素）、免疫（抗体、淋巴因子）RNA主要分布在细胞质中（细胞核、线粒体、叶绿体中含有少量RNA）甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合真核细胞、原核细胞中也有，但不作为遗传物质，包括（mRNA、tRNA、rRNA)场所：核糖体功能RNA酶（催化作用）第3页共28页细胞的结构和功能一生命系统的结构层次内容细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈+无机环境特例植物没有系统这一层次单细胞生物没有组织、器官和系统这三个层次病毒没有细胞结构，不属于生命系统生命活动离不开细胞举例单细胞生物：能完成如摄食、呼吸、消化、运动等相应的各种生命活动多细胞生物：靠各种分化的细胞密切合作完成相应的各种生命活动（如反射）非细胞生物：病毒必须寄生在活细胞中，才能表现增殖等生命活动观察高倍显微镜的操作步骤找（低倍镜下找到所要观察的物像）→移（把要放大观察的物像移至视野中央）→转（转动转换器，换上高倍镜）→调（调细准焦螺旋和光圈，使物像清晰）分类无细胞结构——病毒生活方式营寄生生活，属于消费者组成蛋白质外壳和内部的遗传物质核酸（特例：朊病毒，只有蛋白质，没有核酸）分类依据遗传物质DNA 病毒：乙型肝炎病毒、噬菌体等RNA 病毒：烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、新冠病毒等依据寄主植物病毒、动物病毒、细菌病毒（又称噬菌体）有细胞结构原核细胞特点①没有核膜包被的细胞核②没有染色体举例细菌：如大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌真核细胞特点有核膜包被的细胞核，其中DAN 分子和蛋白质组成染色质或染色体举例真菌细胞：酵母菌、青霉菌、木耳等的细胞两者的统一性①都具有细胞膜、细胞质、核糖体②都以DNA 作为遗传物质细胞学说主要内容一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用新细胞可以从老细胞中产生意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性细胞壁成分植物细胞（纤维素和果胶）、细菌（肽聚糖）、真菌（几丁质）功能保护和支持细胞膜制备实验材料哺乳动物成熟的红细胞（原因是无细胞核和众多的细胞器）实验原理将动物细胞放入蒸馏水中，细胞吸水涨破，内容物流出组成成分脂质：约占50%，主要是磷脂，动物细胞膜还含有胆固醇蛋白质：约占40%，是细胞膜功能的主要承担者，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多糖类：约占2%-10%，在细胞膜外表面与一些蛋白质结合形成糖蛋白，叫做糖被。
